(57)【要約】【課題】ウエハを加熱した後に冷却する際に、ウエハが急冷になることを防止し、ウエハの品質を保持するとともに、冷却時間を制御する。【解決手段】ウエハ１に対して加熱しながら分極処理を行った後、ウエハ１を冷却する際、先ず、ヒータ２３をオンにした状態で、冷却媒体が供給されていない冷却ブロック３０を上昇させてヒータ２３に接触させる。数十秒後、ヒータ２３をオフにし、冷却媒体供給源５から供給パイプ３１０及び弁３２を介して冷却媒体を冷却ブロック３に供給し、ヒータ２３、スペーサ２２及び一対の熱伝達板２０，２１を介してウエハ１を冷却する。供給量制御部４２により、熱電対２４で測定された温度から温度勾配が計算され、設定値を超える場合、供給パイプ３１０の弁３２を閉め、設定値以下の場合、弁３２を開ける。最後に、予め決められた温度まで下がると、空気又は窒素を供給し自然放冷を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウエハを挟持する挟持手段と、
前記ウエハを加熱する加熱手段と、
前記ウエハに対して前記加熱手段からの熱を略均一に伝達させる熱伝達手段と、
前記熱伝達手段及び前記ウエハのうち少なくとも一方の温度を計測する温度計測手段と、
前記ウエハを通電させて分極させる通電手段と、
前記ウエハと離隔して設けられ前記ウエハに対して冷却速度を制御して冷却する冷却手段と
を備えることを特徴とする焦電素子製造装置。
【請求項２】
前記冷却手段が、
冷却媒体を収納する中空部を有する冷却ブロックと、
前記冷却媒体を供給する冷却媒体供給源と前記冷却ブロックとを連通させる連通手段と、
前記連通手段を介して前記冷却媒体供給源から前記冷却ブロックに供給される冷却媒体の量を制御する冷却速度制御手段と
を備え、
前記冷却ブロックの一部を介して前記加熱手段及び前記熱伝達手段を冷却する
ことを特徴とする請求項１記載の焦電素子製造装置。
【請求項３】
前記連通手段が、
前記冷却媒体供給源の冷却媒体を前記冷却ブロックに流す供給パイプと、前記冷却ブロックの冷却媒体を前記冷却媒体供給源に流す排出パイプとを同心円状に設ける二重パイプ
を備えることを特徴とする請求項２記載の焦電素子製造装置。
【請求項４】
前記二重パイプが、前記供給パイプを外周側に設け、前記排出パイプを中心側に設け、
前記排出パイプの先端が、前記供給パイプの先端より、前記冷却ブロックの一部側に位置する
ことを特徴とする請求項３記載の焦電素子製造装置。
【請求項５】
前記冷却ブロックの一部の内面が、前記二重パイプの先端と対向する部分に向かって傾斜を有し円錐状に形成されることを特徴とする請求項４記載の焦電素子製造装置。
【請求項６】
前記連通手段が、
前記冷却ブロックの一部側に挿通され前記冷却媒体供給源の冷却媒体を前記冷却ブロックに流す供給パイプと、
前記冷却ブロックの一部と対向する他部側に挿通され前記冷却ブロックの冷却媒体を前記冷却媒体供給源に流す排出パイプと
を備えることを特徴とする請求項２記載の焦電素子製造装置。
【請求項７】
前記冷却速度制御手段が、
前記供給パイプに設けられ前記冷却媒体供給源から前記冷却ブロックに供給される冷却媒体の供給通路を開閉する弁と、
予め決められた焦電特性を保持するための冷却速度特性を記憶する記憶部と、
前記温度計測手段により計測される熱伝達手段の温度及び前記冷却速度特性に基づいて前記弁の開閉を制御して前記冷却媒体の供給量を制御する供給量制御部と
を備えることを特徴とする請求項３〜６のいずれか記載の焦電素子製造装置。
【請求項８】
前記冷却ブロックが、前記冷却ブロックの一部の外面の法線方向に昇降することを特徴とする請求項２〜７のいずれか記載の焦電素子製造装置。
【請求項９】
弾性を有して前記加熱手段を保持する保持手段を備えることを特徴とする請求項１〜８のいずれか記載の焦電素子製造装置。
【請求項１０】
請求項１〜９記載の焦電素子製造装置を用いる焦電素子の製造方法であって、
予め決められた焦電特性を保持するために記憶される冷却速度特性、及び前記温度計測手段により計測される熱伝達手段の温度に基づいて冷却媒体の供給量を制御してウエハを冷却する
ことを特徴とする焦電素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焦電素子製造装置、及び焦電素子の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の焦電素子製造装置（分極処理装置）は、特許文献１に示すように、例えばＬｉＴａＯ３等の結晶を引き上げたインゴットから切り出されたウエハに、加熱しながら電圧（例えば、５Ｖ／ｃｍ）を加えて分極処理を行い、分極処理を行った後、ウエハをファンにより冷却している。
【特許文献１】特開２００１−１６８４１０号公報（第５頁−第１１頁及び第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１の焦電素子製造装置は、加熱しながら分極処理を行った後、ファンによりウエハを冷却しているので、冷却効率が低く、冷却時間が長くなるという問題があった。一方、ウエハを急激に冷却するとウエハの品質が低下してしまうという問題も一般的に知られている。
【０００４】
本発明は上記の点に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、ウエハを加熱した後に冷却する際に、ウエハが急冷になることを防止し、ウエハの品質を保持することができるとともに、冷却時間を制御することができる焦電素子製造装置、及び焦電素子の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載の発明は、ウエハを挟持する挟持手段と、前記ウエハを加熱する加熱手段と、前記ウエハに対して前記加熱手段からの熱を略均一に伝達させる熱伝達手段と、前記熱伝達手段及び前記ウエハのうち少なくとも一方の温度を計測する温度計測手段と、前記ウエハを通電させて分極させる通電手段と、前記ウエハと離隔して設けられ前記ウエハに対して冷却速度を制御して冷却する冷却手段とを備えることを特徴とする。
【０００６】
この構成では、ウエハを加熱した後に冷却する際に、ウエハと離隔して冷却することができるので、ウエハが急冷になることを防止し、ウエハの品質を保持することができるとともに、冷却速度を制御することができるので、冷却時間を制御することができる。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記冷却手段が、冷却媒体を収納する中空部を有する冷却ブロックと、前記冷却媒体を供給する冷却媒体供給源と前記冷却ブロックとを連通させる連通手段と、前記連通手段を介して前記冷却媒体供給源から前記冷却ブロックに供給される冷却媒体の量を制御する冷却速度制御手段とを備え、前記冷却ブロックの一部を介して前記加熱手段及び前記熱伝達手段を冷却することを特徴とする。この構成では、冷却ブロックに供給される冷却媒体の量を制御することができるので、冷却速度を容易に制御することができる。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記連通手段が、前記冷却媒体供給源の冷却媒体を前記冷却ブロックに流す供給パイプと、前記冷却ブロックの冷却媒体を前記冷却媒体供給源に流す排出パイプとを同心円状に設ける二重パイプを備えることを特徴とする。この構成では、連通手段の構造を単純化させることができるので、設備化を容易に行うことができる。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記二重パイプが、前記供給パイプを外周側に設け、前記排出パイプを中心側に設け、前記排出パイプの先端が、前記供給パイプの先端より、前記冷却ブロックの一部側に位置することを特徴とする。この構成では、冷却ブロックの一部側に滞留する熱くなった冷却媒体を効率よく排出することができるので、空焚き等を予防することができ安全性を高めることができる。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、前記冷却ブロックの一部の内面が、前記二重パイプの先端と対向する部分に向かって傾斜を有し円錐状に形成されることを特徴とする。この構成では、冷却媒体を二重パイプの中心方向に移動させることができるので、冷却ブロックの一部側に滞留する熱くなった冷却媒体をさらに効率よく排出することができる。
【００１１】
請求項６に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記連通手段が、前記冷却ブロックの一部側に挿通され前記冷却媒体供給源の冷却媒体を前記冷却ブロックに流す供給パイプと、前記冷却ブロックの一部と対向する他部側に挿通され前記冷却ブロックの冷却媒体を前記冷却媒体供給源に流す排出パイプとを備えることを特徴とする。この構成では、冷却ブロックの一部側に滞留する熱くなった冷却媒体を冷却することができるので、冷却効率を向上させることができる。
【００１２】
請求項７に記載の発明は、請求項３〜６のいずれかに記載の発明において、前記冷却速度制御手段が、前記供給パイプに設けられ前記冷却媒体供給源から前記冷却ブロックに供給される冷却媒体の供給通路を開閉する弁と、予め決められた焦電特性を保持するための冷却速度特性を記憶する記憶部と、前記温度計測手段により計測される熱伝達手段の温度及び前記冷却速度特性に基づいて前記弁の開閉を制御して前記冷却媒体の供給量を制御する供給量制御部とを備えることを特徴とする。この構成では、記憶部に記憶されている冷却速度特性に基づいて冷却速度の制御をより正確に行うことができる。
【００１３】
請求項８に記載の発明は、請求項２〜７のいずれかに記載の発明において、前記冷却ブロックが、前記冷却ブロックの一部の外面の法線方向に昇降することを特徴とする。この構成では、ウエハの冷却のオン及びオフを容易に行うことができる。
【００１４】
請求項９に記載の発明は、請求項１〜８のいずれかに記載の発明において、弾性を有して前記加熱手段を保持する保持手段を備えることを特徴とする。この構成では、加熱手段と冷却手段との接触性を向上させることができるので、冷却速度の制御をより正確に行うことができるとともに、冷却手段と加熱手段との間の衝撃を緩和することができるので、加熱手段及び冷却手段を保護することができる。
【００１５】
請求項１０に記載の発明は、請求項１〜９に記載の焦電素子製造装置を用いる焦電素子の製造方法であって、予め決められた焦電特性を保持するために記憶される冷却速度特性、及び前記温度計測手段により計測される熱伝達手段の温度に基づいて冷却媒体の供給量を制御してウエハを冷却することを特徴とする。
【００１６】
この構成では、ウエハを加熱した後に冷却する際に、ウエハと離隔して冷却することができるので、ウエハが急冷になることを防止し、ウエハの品質を保持することができるとともに、冷却速度特性に基づいて冷却速度を制御することができるので、冷却時間をより正確に制御することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、ウエハを加熱した後に冷却する際に、ウエハが急冷になることを防止し、ウエハの品質を保持することができるとともに、冷却時間を制御することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
（実施形態１）
先ず、実施形態１の基本的な構成について説明する。実施形態１の焦電素子製造装置は、図１に示すように、ウエハ１に対して分極処理を行うものであり、加熱ユニット２と、冷却ユニット３と、制御ユニット４とを備えている。
【００１９】
ウエハ１は、例えば、ＬｉＴａＯ３等のインゴットをスライスしたものであり、複数の焦電素子を形成するために、両面に、例えば、蒸着やメッキによる金属膜を付設して電極（図示せず）を形成している。
【００２０】
加熱ユニット２は、一対の熱伝達板（加熱プレート）２０，２１と、スペーサ２２と、ヒータ２３と、熱電対２４と、一対のプローブ２５，２５とを備えている。なお、図１では、一対のプローブ２５，２５の取付について省略している。
【００２１】
一対の熱伝達板２０，２１は、例えば窒化アルミニウム製のセラミック板等の絶縁材料であり、内面２０ａ，２１ａを中心平均粗さ０．８程度の研削により仕上げられているとともに、平行度が０．０３ｍｍ程度になるように仕上げられている。上記一対の熱伝達板２０，２１は、スペーサ２２及びヒータ２３と略同じ線膨張率を有している。例えば、一対の熱伝達板２０，２１が窒化アルミニウムである場合、グレードを選択することにより線膨張率を調整している。上記より、加熱時に、一対の熱伝達板２０，２１、スペーサ２２及びヒータ２３が同程度に膨張するので、プローブ２５、後述する挟み治具２６及び調整部２８の変形を防止することができる。熱伝達板２０は、貫通孔２００，２００，２０１と、ウエハ１の中心に相当する部分に設けられている凹部２０２とを有している。凹部２０２の底部２０２ａと熱伝達板２０の内面２０ａとの距離は、０．５〜１ｍｍである。一方、熱伝達板２１は、貫通孔２１０と、凹部２１１，２１１とを有している。
【００２２】
上記一対の熱伝達板２０，２１は、挟み治具２６を用いて、内面２０ａ，２１ａでウエハ１を挟持し保持している挟持手段である。挟み治具２６は、治具棒２６０と、カラー２６１とを備えている。ウエハ１の挟持方法について具体的に説明すると、一対の熱伝達板２０，２１において、熱伝達板２０の貫通孔２００，２００にねじ込んだ治具棒２６０，２６０にカラー２６１，２６１を挿通し、例えばシリンダー等の挟み圧調整具（図示せず）による加圧を各カラー２６１に行い、ウエハ１の挟み圧を調整している。上記より、一対の熱伝達板２０，２１は、ウエハ１を外部から電気的に絶縁することができるとともに、ウエハ１の材料に応じた適正な挟み圧で挟むことができるので、ウエハ１との接触性を向上させることができ、ウエハ１を保護することができる。
【００２３】
また、一対の熱伝達板２０，２１は、スペーサ２２とともに、ウエハ１に対してヒータ２３からの熱を略均一に伝達させている熱伝達手段である。一対の熱伝達板２０，２１は、ウエハ１との接触性がよいので、熱伝達性が向上する。
【００２４】
スペーサ２２は、例えばアルミニウム等の良好な熱伝導率を有し安価な金属により板状に形成されているものであり、ヒータ２３からの熱を熱伝達板２１に均一に伝達している。
【００２５】
ヒータ２３は、ステンレスの周囲をアルミニウムで覆っているものであり、電源（図示せず）との通電により熱を発生し、スペーサ２２及び一対の熱伝達板２０，２１を介してウエハ１を加熱する加熱手段である。加熱温度は、例えば２００℃等である。上記ヒータ２３は、一対のバネ２７，２７を備えている。一対のばね２７，２７は、弾性を有してヒータ２３を保持する保持手段である。
【００２６】
熱電対２４は、例えばＫタイプであり、熱伝達板２０の凹部２０２に挿入され、ウエハ１から０．５〜１ｍｍ離れた地点の熱伝達板２０の温度を、ウエハ１の温度として計測する温度計測手段である。熱電対２４は、制御ユニット４と接続し、測定結果を制御ユニット４に出力している。なお、熱電対２４は、ウエハ４近傍の熱伝達板２０の温度を計測することに限定されるものではなく、ウエハ１の温度を直接計測してもよい。
【００２７】
一対のプローブ２５，２５は、図２に示すように、電圧が印加されるとウエハ１を通電させて分極させる通電手段である。具体的には、各プローブ２５は、カバー部２５０に覆われ、一端が一対の熱伝達板２０（２１）の貫通孔２０１（２１０）に挿通されウエハ１の表面に形成されている電極部（図示せず）に接触し、他端が制御ユニット４と接続している。下側のプローブ２５は、調整部２８によりスペーサ２２に固定され、上方向の出代が調整されている。一方、カバー部２５０は、上側のプローブ２５は、調整部２８により固定板２９に固定され、下方向の出代が調整されている。カバー部２５０は、筒状に形成されているものであり、筒部２５０ａと、筒部２５０ａの一端部から突出している突条部２５０ｂとを一体に備えている。筒部２５０ａは、他端部にねじ溝２５０ｃを設けている。また、実施形態１では、一対の熱伝達板２０，２１が絶縁材料であるので、絶縁距離を長く確保することができる。これにより、各プローブ２５に高電圧を印加することができ、例えば、ウエハ１に形成されている電極部（図示せず）のみを選択的に分極することができる。
【００２８】
調整部２８は、コイルスプリング２８０と、プローブ止め２８１と、ナット２８２と、スペーサ２８３とを備えている。プローブ止め２８１は、例えば一対の熱伝達板２０，２１と同様の窒化アルミニウム製のセラミック板等の絶縁材料により筒状に形成されているものであり、筒部２８１ａと、筒部２８１ａの一端部から突出している突条部２８１ｂとを一体に備え、プローブ２５が挿入されている。筒部２８１ａは、スペーサ２２の貫通孔２２０（固定板２９の貫通孔２９０）に螺合するねじ溝２８１ｃを外周壁に設けている。ナット２８２は、プローブ止め２８１の他端部に設けられ、支軸２８０のねじ溝２８０ｃと螺合している。スペーサ２８３は、円環状に形成されているものであり、プローブ止め２８１をスペーサ２２（固定板２９）に取り付けるときに、プローブ２８１の突条部２８１ｂとスペーサ２２（固定板２９）との間に設けられる。上記スペーサ２８３の枚数や厚み等、及びコイルスプリング２８０により、プローブ２５の出代を調整することができる。
【００２９】
続いて、上記調整部２８によるプローブ２５の取付について説明する。先ず、プローブ２５をプローブ止め２８１に挿入し、ナット２８２で固定する。次に、プローブ止め２８１とスペーサ２２（固定板２９）との間に挟むスペーサ２８３の枚数や厚みを調整し、プローブ止め２８１を貫通孔２２０（貫通孔２９０）に螺合して取り付ける。上記より、プローブ２５を、ヒータ２３の下面２３１から外部に突出することなく取り付けることができる。また、プローブ２５の出代を調整して取り付けることができ、プローブ２５によるウエハ１への接触圧を変更している。
【００３０】
上記のようにしてウエハ１への接触圧を調整することにより、ウエハ１の変形量や電気的接触状態を調整することができる。なお、プローブ２５の取付は、上記に限定されるものではなく、種々設計変更することができる。
【００３１】
冷却ユニット３は、図１に示すように、冷却ブロック３０と、二重パイプ３１と、弁３２とを備え、ウエハ１と離隔して設けられているものであり、後述するように、ウエハ１に対して冷却速度を制御し、冷却ブロック３０の上部３００からヒータ２３、スペーサ２２及び一対の熱伝達板２０，２１を介してウエハ１を冷却する冷却手段である。
【００３２】
冷却ブロック３０は、例えば銅等の熱伝導率が大きい金属により、中空部３３を有して形成されているものであり、冷却媒体供給源５から供給される冷却媒体を収納する。上記冷却媒体は、例えば水道水等である。冷却ブロック３０の上部３００は、内面３０１が、後述する排出パイプ３１１の先端３１３と対向する部分に向かって傾斜を有し円錐状（すり鉢状）に形成されている。
【００３３】
冷却ブロック３０は、上部３００の外面３０２の法線方向（図１の上下方向）に昇降し、上昇したときに、外面３０２がヒータ２３の下面２３１に接触し、ヒータ２３、スペーサ２２及び一対の熱伝達板２０，２１を介してウエハ１を冷却する。これにより、ウエハ１から離れた部分を冷却することによりウエハ１の急冷を防止することができる。
【００３４】
また、加熱ユニット２が一対のバネ２７，２７により保持されているので、冷却ブロック３０が上昇したときに、ヒータ２３と冷却ブロック３０との接触性を向上させることができるともに、衝撃を緩和させることができる。これにより、冷却速度の制御をより正確に行うことができるとともに、ヒータ２３及び冷却ブロック３０を保護することができる。
【００３５】
二重パイプ３１は、外周側に設けられている供給パイプ３１０と、中心側に設けられている排出パイプ３１１とを同心円状に備え、一端が冷却ブロック３０に挿通されている。二重パイプ３１の他端は、供給パイプ３１０と排出パイプ３１１とを分離して冷却媒体供給源５に挿通されている。冷却媒体供給源５は、冷却媒体を冷却ブロック３０に供給している。供給パイプ３１０は、先端３１２が冷却ブロック３０の下部３０３側に位置し、冷却媒体供給源５の冷却媒体を冷却ブロック３０に流している。排出パイプ３１１は、先端３１３が供給パイプ３１０の先端３１２より、冷却ブロック３０の上部３００側に位置し、冷却ブロック３０の冷却媒体を冷却媒体供給源５に流している。上記供給パイプ３１０及び排出パイプ３１１は、冷却ブロック３０と冷却媒体供給源５とを連通させる連通手段である。これにより、円錐状（すり鉢状）の内面３０１に滞留する熱くなった冷却媒体を、中心側に設けられている排出パイプ３１１からスムーズに排出させることができるので、空焚きを防止することができ、過熱によるヒータ２３と冷却ブロック３０との焼き付け等を防止することができる。
【００３６】
弁３２は、供給パイプ３１０に設けられ、冷却媒体供給源５から冷却ブロック３０に供給される冷却媒体の供給通路を開閉する。
【００３７】
制御ユニット４は、例えばパーソナルコンピュータ（ＰＣ）や市販の温度調節器（プログラミング機能付）等であり、制御部４０と、記憶部４１と、供給量制御部４２とを備えている。制御部４０は、ヒータ２３の加熱、一対のプローブ２５，２５への電圧印加、及び冷却ブロック３０の昇降を制御している。記憶部４１は、予め決められた焦電特性を保持するための冷却速度特性を記憶している。具体的には、記憶部４１は、温度勾配において弁３２の開閉を切り換える設定値（例えば、８℃／分）又は冷却カーブを記憶したり、弁３２が可変バルブである場合、温度勾配に対するバルブ調整量を記憶したりしている。
【００３８】
供給量制御部４２は、熱電対２４により計測される熱伝達板２０の温度、及び記憶部４１に記憶されている冷却速度特性に基づいて、弁３２の開閉を制御することにより、供給パイプ３１０を介して冷却媒体供給源５から冷却ブロック３０に供給される冷却媒体の量を制御している。つまり、上記供給量制御部４２は、弁３２及び記憶部４１とともに、冷却媒体の量を制御する冷却速度制御手段である。具体的には、供給量制御部４２は、冷却速度として温度勾配を計算し、記憶部４１に記憶されている設定値を超える場合、弁３２を閉め、設定値以下の場合、弁３２を開ける。例えば、８℃／分を超えて温度が低下している場合、弁３２を閉じて冷却を抑える。これに対して、８℃／分を超えないで温度が低下している場合、弁３２を開けて冷却を行う。また、記憶部４１に記憶されている冷却カーブに沿って弁３２の開閉を制御することもできる。上記のようにして、弁３２の開閉を行うことにより冷却速度を調整している。
【００３９】
次に、実施形態１の焦電素子製造装置において、ウエハ１の加熱方法について説明する。先ず、挟み治具２６，２６を用いて、熱伝達板２０，２１間にウエハ１を挟み込み保持する。次に、調整部２８，２８（図２参照）により付勢された一対のプローブ２５，２５をウエハ１の両面の電極部（図示せず）に接触させる。続いて、電源（図示せず）とヒータ２３とを通電させてスペーサ２２及び一対の熱伝達板２０，２１を介してウエハ１を、例えば約２００℃で加熱する。同時に、一対のプローブ２５，２５に電圧を印加し、真空中で分極処理を行う。
【００４０】
上記より、一対の熱伝達板２０，２１により、ウエハ１が薄いものであっても変形させることなく保持することができ、ウエハ１に一対のプローブ２５，２５を安定に当接させて分極処理を行うことができる。また、一対の熱伝達板２０，２１により、ウエハ１を上下から均一に加熱することができるので、ウエハ１が薄いものであっても割れを防止することができ、ウエハ１内に温度差が生じることがなく、均一な分極処理を行うことができる。
【００４１】
続いて、実施形態１の焦電素子製造装置において、ウエハ１の冷却方法について説明する。ウエハ１に対して加熱しながら分極処理を行った後、ウエハ１を冷却する際、先ず、ウエハ１に対して、突然、冷却を開始し急冷になることを防止するために、ヒータ２３をオンにした状態で、冷却媒体が供給されていない冷却ブロック３０を上昇させて上面３００をヒータ２３の下面２３１に接触させる。数十秒後、ヒータ２３をオフにし、冷却媒体供給源５から供給パイプ３１０及び弁３２を介して冷却媒体を冷却ブロック３０の中空部３３に供給し、ヒータ２３、スペーサ２２及び一対の熱伝達板２０，２１を介してウエハ１を冷却する。供給量制御部４２により、熱電対２４で測定された温度から、冷却速度として温度勾配が計算され、記憶部４１に記憶されている設定値（例えば、８℃／分）を超える場合、弁３２を閉め、設定値以下の場合、弁３２を開ける。最後に、予め決められた温度（例えば、約１００℃）まで下がると、空気又は窒素を供給し自然放冷を行う。
【００４２】
以上、実施形態１によれば、ウエハ１を加熱した後に冷却する際に、ウエハ１と離隔して冷却することができるので、ウエハ１が急冷になることを防止し、ウエハ１の品質を保持することができるとともに、記憶部４１に記憶されている冷却速度特性に基づいて、冷却媒体の量を制御することができ、冷却速度を制御することができるので、冷却時間を正確に制御することができる。
【００４３】
また、冷却ブロック３０の上部３００において、円錐状（すり鉢状）に形成されている内面３０１により、冷却媒体を排出パイプ３１１の先端３１３に向かって移動させることができ、冷却ブロック３０の上部３００側に滞留する熱くなった冷却媒体を効率よく排出することができるので、空焚き等を防止することができ、過熱によるヒータ２３と冷却ブロック３０との焼き付け等を防止し安全性を高めることができる。
【００４４】
さらに、二重パイプ３１により供給パイプ３１０及び排出パイプ３１１の構造を単純化させることができるので、設備化を容易に行うことができる。冷却ブロック３０を昇降させることができるので、ウエハ１の冷却のオン及びオフを容易に行うことができる。冷却ブロック３０が上昇したときに、一対のバネ２７，２７により、ヒータ２３と冷却ブロック３０との接触性を向上させることができるので、冷却速度の制御をより正確に行うことができるとともに、ヒータ２３と冷却ブロック３０との間の衝撃を緩和することができるので、ヒータ２３及び冷却ブロック３０を保護することができる。
【００４５】
なお、実施形態１の変形例として、弁は、冷却媒体の流量を変更する可変バルブであってもよい。このような構成にすると、供給パイプに流れる冷却媒体の量を容易に増減させることができるので、冷却速度を制御することができる。
【００４６】
（実施形態２）
実施形態２の焦電素子製造装置は、図３のＡ１及びＡ２を図１のＡ１及びＡ２にそれぞれ接続したものであり、実施形態１の焦電素子製造装置（図１参照）と同様に、加熱ユニット２と、制御ユニット４とを備え、ウエハ１に対して分極処理を行うものであるが、実施形態１の焦電素子製造装置にはない以下に記載の特徴部分がある。
【００４７】
実施形態２の冷却ユニット３ａは、図３に示すように、実施形態１の冷却ユニット３（図１参照）とは異なる冷却ブロック３０ａ及び二重パイプ３１ａを備えている。なお、実施形態２の冷却ユニット３ａは、上記以外の点において、実施形態１の冷却ユニット３と同様である。
【００４８】
冷却ブロック３０ａは、中空部３３ａを有して形成されているものであり、上部３００ａの外面３０２ａの法線方向（図３の上下方向）に昇降する。なお、冷却ブロック３０ａは、上記以外の点において、実施形態１の冷却ブロック３０（図１参照）と同様である。
【００４９】
二重パイプ３１ａは、供給パイプ３１０ａと、排出パイプ３１１ａとを備えている。供給パイプ３１０ａは、冷却ブロック３０ａの上部３００ａ側（図３の上側）に横から挿通されている。一方、排出パイプ３１１ａは、冷却ブロック３０ａの上部３００ａと対向している下部３０３ａ側（図３の下側）に挿通されている。なお、二重パイプ３１ａ、供給パイプ３１０ａ及び排出パイプ３１１ａは、上記以外の点において、実施形態１の二重パイプ３１、供給パイプ３１０及び排出パイプ３１１（図１参照）と同様である。
【００５０】
以上、実施形態２によれば、実施形態１と同様の効果を得ることができるとともに、簡単な構造により、冷却ブロック３０の上部３００ａ側に滞留する熱くなった冷却媒体を冷却することができるので、冷却効率を向上させることができる。また、冷却ブロック３０内で冷却媒体を中空部３３ａの上部から下部に流すことができるので、熱くなった冷却媒体をスムーズに排出することができる。
【００５１】
（実施形態３）
実施形態３の焦電素子製造装置において、加熱ユニット２ａは、図４（ａ）に示すように、熱伝達板２０と、スペーサ２２と、ヒータ２３（図１参照）と、熱電対２４（図１参照）と、一対のプローブ２５，２５とを、実施形態１の加熱ユニット２（図１参照）と同様に備えているが、実施形態１の加熱ユニット２にはない以下に記載の特徴部分がある。
【００５２】
実施形態３の熱伝達板２１は、長孔２１２，２１２を有している。また、実施形態３の各挟み治具２６ａは、治具棒２６０ａと、カラー２６１ａと、コイルスプリング２６２と、ナット２６３とを備えている。治具棒２６０ａは、下端に小判状の大径部２６４を設け、貫通孔２００及び長孔２１２に挿通されている。なお、実施形態２の熱伝達板２１及び各挟み治具２６ａは、上記以外の点において、実施形態１の熱伝達板２１及び各挟み治具２６（図１参照）と同様である。
【００５３】
次に、実施形態３の焦電素子製造装置において、ウエハ１の挟持方法について説明する。先ず、大径部２６４が図４（ｂ）の状態である治具棒２６０ａ，２６０ａを熱伝達板２１の長孔２１２，２１２にねじ込み、各治具棒２６０ａにカラー２６１ａ及びコイルスプリング２６２を挿通する。続いて、治具棒２６０ａを回転させて、図４（ｃ）に示すように、大径部２６４による抜止めを図る。最後に、各治具棒２６０ａにねじ込んだナット２６３をねじ昇降させ、コイルスプリング２６２の圧縮量を変更してウエハ１の挟み圧を調整している。
【００５４】
以上、実施形態３によれば、実施形態１と同様の効果を得ることができるとともに、コイルスプリング２６２のばね力により、ウエハ１の挟み圧を容易に調整することができ、各挟み治具２６ａを一対の熱伝達板２０，２１に対してコンパクトに一体化することができる。また、一対の熱伝達板２０，２１の挟み操作をワンタッチにて行うことができるので、操作性を高めることができる。
【００５５】
（実施形態４）
実施形態４の焦電素子製造装置は、実施形態１の焦電素子製造装置（図１参照）と同様に、冷却ユニット３を備えているが、実施形態１の焦電素子製造装置にはない以下に記載の特徴部分がある。
【００５６】
実施形態４の加熱ユニット２ｂは、図５（ａ）に示すように、複数のプローブ２５ａ・・・をウエハ１の上面側に備え、複数のプローブ２５ｂ・・・をウエハ１の下面側に備えている。各プローブ２５ａ，２５ｂは、電圧印加用プローブであるとともに、電気抵抗測定用プローブである。なお、実施形態４の加熱ユニット２ｂは、上記以外の点において、実施形態１の加熱ユニット２（図１参照）と同様である。
【００５７】
実施形態４の制御ユニット４ａは、図５（ｂ）に示すように、高電圧源４３と、抵抗測定装置４４と、切換制御装置４５とを備えている。高電圧源４３は直流電源である。切換制御装置４５は、各プローブ２５ａ，２５ｂに対して、電気抵抗測定用プローブとして使用する状態と電圧印加用プローブとして使用する状態とを切り換えている。なお、実施形態４の制御ユニット４ａは、上記以外の点において、実施形態１の制御ユニット４（図１参照）と同様である。
【００５８】
次に、実施形態４の焦電素子製造装置において、ウエハ１の両面間における電気抵抗の測定方法について説明する。先ず、切換制御装置４５を抵抗測定装置４４との接続に切り換える。続いて、複数のプローブ２５ａ・・・のうち選択された一つのプローブ２５ａと、選択されたプローブ２５ａと対になるプローブ２５ｂとを電気的に接続し、接続されたプローブ２５ａ，２５ｂ間の抵抗値を測定する。
【００５９】
次に、ウエハ１における２つの異なる場所間の電気抵抗の測定方法について説明する。先ず、切換制御装置４５を抵抗測定装置４４との接続に切り換える。続いて、プローブ２５ａ（２５ｂ）と、他のプローブ２５ａ（２５ｂ）・・・のうち選択された一つのプローブ２５ａ（２５ｂ）とを接続し、接続されたプローブ２５ａ，２５ａ（２５ｂ，２５ｂ）間の抵抗値を測定する。
【００６０】
以上、実施形態４によれば、実施形態１と同様の効果を得ることができるとともに、プローブ２５ａ，２５ｂ間のウエハ１の抵抗を測定することにより、例えば、ウエハ１に割れが生じ、この箇所に電極材料が回り込んでいる場合、回路が短絡しているか否かを確認することができる。また、プローブ２５ａ，２５ａ（２５ｂ，２５ｂ）間のウエハ１の抵抗を測定することにより、例えば、図５（ａ）に示すような割れ（図５（ａ）の「Ｂ」の部分）がウエハ１に生じている場合、プローブ２５ａ，２５ａ間の抵抗値は無限大となるので、特定エリアでの電極部（図示せず）の異常を判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明による実施形態１の焦電素子製造装置の断面図である。
【図２】同上の焦電素子製造装置における熱伝達板の断面図である。
【図３】本発明による実施形態２の焦電素子製造装置における冷却ユニットの断面図である。
【図４】本発明による実施形態３の焦電素子製造装置における熱伝達板の断面図である。
【図５】本発明による実施形態４の焦電素子製造装置におけるプローブの断面図である。
【符号の説明】
【００６２】
１  ウエハ
２０，２１  熱伝達板
２２  スペーサ
２３  ヒータ
２４  熱電対
３０  冷却ブロック
３１０  供給パイプ
３２  弁
４２  供給量制御部
５  冷却媒体供給源
【図１】
2006237175.tif 000003
【図２】
2006237175.tif 000004
【図３】
2006237175.tif 000005
【図４】
2006237175.tif 000006
【図５】
2006237175.tif 000007